Aufgabe in Physik bitte Erklärung (Zusammenstoß, Energie)?

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4 Antworten

Auto ma=1100 kg Hindernis mh=500 kg und u=0,2

Bremskraft ist F=Fg*u=m*g*u=500 kg*9,81 m/s²*0,2=981 N (Newton)

Bremsenergie ist W=F*s=981 N*7 m=6867 J (Joule)

Impulserhaltungssatz Impuls vor dem Stoß gleich Impuls nach dem Stoß

p=m*v ergibt pvor=pnach

pvor=mh*vh+ma*va mit vh=0 ist pvor=ma*va

pnach=(ma+mh)*vnach

Dies ist ein gerader,zentraler vollkommen plastischer Stoß

pvor=pnach ergibt ma*va=(ma+mh)*vn     (vn Geschwindigkeit nach dem Stoß)

vn=ma*va/(ma+mh)

Nun der Energieerhaltungssatz . Bremsenergie = kinetische Energie

W=1/2*(ma+mh)*vn^2  (vn ist die Geschwindigkeit der beiden Massen ma+mh nach den Stoß), beide Massen hängen zusammen.

vn=Wurzel(W*2/(ma+mh)) mit vn=ma*va/(ma+mh)

ma*va/(ma+mh)=Wurzel(....)

va=Wurzel(W*2/(ma+mh))*(ma+mh)/ma

va=Wurzel(6867 J*2/(1100 kg+500 kg))*(1100 kg+500 kg)/1100 kg=4,2615 m/s

Geschwindigkeit des Autos va=4,2615 m/s

Probe: vn=ma*va/(ma+mh)=1100 kg*4,2615 m/s/(1100 kg+500 kg)=2,9297 m/s

W=1/2*(ma+mh)*vn^2=(1100 kg+500 kg)/2*2,9297 m/s=6866,51.. J (joule)

Denk dran, dass beim Zusammenstoß ein Teil der Energie in Verformungs- und Wärmeenergie umgewandelt wird.

Wenn ich dich richtig verstehe, willst du nur wissen, wie man auf diese Formel kommt:

(O * mag + 0,2 * mHg) * Delta s = 1/2 (mA + mH) * v'^2

Das ist der Energieerhaltungssatz, der hier folgendes aussagt:

Nach dem Zusammenstoß bewegen sich Auto und Hindernis zusammen weiter und haben dabei die kinetische Energie 0,5*(mA + mH)*v^2.

Sind sie verbunden werden sie abgebremst und die kinetische Energie wird vollständig in Reibungsarbeit umgesetzt. Die Reibungsarbeit wird durch die linke Formel berechnet. (Bei der Reibung kann ich leider nicht weiterhelfen, weil wir das in der Schule nicht behandelt haben)

Arbeit = W=F*s
F=500*g*0,2=981N  s=7,0m
W=981*7=6867 Nm   (kgm²/s²) die Energie, welche zum Verschieben des Hindernisses erforderlich wäre.
aus Ekin=m*v²/2 =W ergibt sich für eine Masse von 1100kg   (PKW)
v²=W*2/m=6867*2/1100  v=3,53m/s für die PKW-Geschwindigkeit.
das wären meine Berechnungen - wenn ich da keine Gedankenfehler gemacht habe.
Mit den Lösungsformeln kann ich nichts anfangen.

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